KR20130035471A - 나노포어 형성방법 및 나노포어가 형성된 구조체 - Google Patents
나노포어 형성방법 및 나노포어가 형성된 구조체 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 나노포어(nanopore) 형성방법 및 나노포어가 형성된 구조체에 대한 것으로, 뉴클레오티드(nucleotide)가 부착될 수 있는 표면(surface)을 가진 제1구조체(structure)와 제2구조체를 준비하고, 상기 표면에 서로 상응하는(complementary) 다수의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 일 말단을 부착시켜서, 상기 제1구조체와 제2구조체를 결합시킨 다음, 상기 결합된 올리고뉴클레오티드의 일부를 제거함으로써 나노포어를 형성하는 방법에 대한 것이며, 이러한 본 발명은 상기 올리고뉴클레오티드의 길이를 조절하는 것에 의해 원하는 사이즈의 포어를 정확하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 샘플 내에 존재하는 표적물질을 검출하거나 분석하기 위한 포어(pore)를 형성하는 방법 및 포어가 형성된 구조체에 대한 것으로, 특히 포어의 크기를 원하는 대로 조절해서 형성하기 위한 방법에 대한 것이다.
시료 내에서 표적 생분자를 검출하기 위해 다양한 방법이 개발되었는데, 그 중에서 나노포어(nanopore)를 이용한 방법은 바이오포어(bio-pore) 모방 시스템으로서 고감도 DNA 검출 시스템으로 각광을 받고 있다.
이러한 나노포어를 이용한 DNA 검출 시스템은 다양하게 알려져 있는데, 예를 들면 미국특허 제6015714호(발명의 명칭: Characterization of individual polymer molecules based on monomer-interface interactions)는 나노포어가 가지고 있는 매우 민감한 신호를 이용하여 DNA를 구성하고 있는 각각의 염기를 구별하여 DNA 씨퀀씽(sequencing)을 하는 것을 목적으로 하여, 두 개의 풀(pool)을 가지고 있고 그 사이에 DNA가 하나씩 들어가게 할 수 있는 작은 포어(pore)가 구비되는데, 어느 한쪽의 풀에 DNA 바이오폴리머를 로딩한 후 상기 포어를 지나가는 것을 측정하여 DNA를 씨퀀씽(sequencing)하는 방법을 개시하고 있고,
미국특허 제6362002호(발명의 명칭: Characterization of individual polymer molecules based on monomerinterface interactions)는 단일가닥 DNA의 염기가 순차적으로 통과하는 나노포어를 만들어 이중가닥 핵산과 단일가닥 핵산을 구별하는 방법(이중가닥 핵산은 단일가닥으로 풀어져서 통과하므로 시간이 걸림)을 개시하고 있으며,
미국특허 공개번호 2003/0104428호(발명의 명칭: Method for characterization of nucleic acid molecules)는 나노포어를 이용하여 샘플 DNA의 특성을 파악하기 위하여 DNA의 특이적인 국부영역(specified local area of DNA)을 인지하는 다른 물질, 단백질이나 DNA를 이용하여 특정서열을 파악하고 DNA에 결합된 다른 물질에 의해 변화하는 신호 변화를 관찰하여 DNA 의 특정한 염기서열을 검출하는 기술을 개시하고 있고,
미국특허 제6428959호(발명의 명칭: Methods of Determining the presence of double stranded nucleic acids in a sample)는 유체 시료내 핵산을 3nm 내지 6nm 직경의 나노포어로 통과시키면서 나노포어를 통해 흐르는 전류 진폭(current amplitude)을 측정하여 전류의 차단(blockade)에 의해 이중가닥 핵산과 단일가닥 핵산을 구별하는 방법을 개시하고 있다.
그런데, 이러한 종래의 나노포어를 이용한 DNA 검출방법 및 장치에서는 나노포어의 직경이 커서 분해능이 떨어지고, 요구되는 나노포어의 직경도 10nm미만, 바람직하게는 5nm 미만이어야 하므로 DNA를 검출하기 위한 장치의 구조 및 검출 조건 등이 매우 복잡하다는 문제점이 존재하고 있었다.
현재까지 바이오포어(bio-pore)만큼 작은 직경의 나노포어를 만들기 위해 많은 노력을 하고 있지만, 사실상 그 제작이 난해함에 따른 다수의 문제점이 산재하고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원하는 사이즈의 포어를 간단하고 용이하게 형성하는 것이 목적이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노포어(nanopore) 형성방법은, 뉴클레오티드(nucleotide)가 부착될 수 있는 표면(surface)을 가진 제1구조체(structure)와 제2구조체를 준비하는 단계; 상기 준비한 제1구조체의 표면에 다수의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는(complementary) 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드를 상기 준비한 제2구조체의 표면에 부착시키는 단계; 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계; 및 상기 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부를 제거하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부는 올리고뉴클레오티드 안에 특정효소가 절단 가능한 인위적인 서열의 염기를 포함하는 것이 바람직하다.
일 구체예로써, 나노포어 형성방법은, 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계; 상기 준비한 제1구조체의 표면에 다수의 올리고뉴클레오티드 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드와, 상기 일부의 올리고뉴클레오티드 사이에 위치하는 올리고뉴클레오티드와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드를 상기 준비한 제2구조체의 표면에 부착시키는 단계; 및 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계;를 포함하는 것이 가능하다.
여기서, 상기 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계는, 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드를 결합시키고, 상기 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어를 형성하는 것일 수 있다.
일 구체예로써, 나노포어 형성방법은, 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계; 상기 준비한 제1구조체의 일 표면 중 서로 떨어진 위치에 다수의 올리고뉴클레오티드 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드를 상기 제1구조체의 서로 떨어진 위치와 대응되는 상기 준비한 제2구조체의 일 표면에 부착시키는 단계; 및 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계;를 포함하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태는, 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 부착된 표면을 가지는 제1구조체; 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드가 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되어 있고, 상기 결합된 일부가 제거되어 형성된 포어(pore);를 포함하는 나노포어(nanopore)가 형성된 구조체이다.
여기서, 상기 제1구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드와 상기 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드는 서로 대응되는 위치에 부착된 것이 바람직하다.
일 구체예로써, 나노포어가 형성된 구조체는, 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 부착된 표면을 가지는 제1구조체; 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드와, 상기 일부의 올리고뉴클레오티드 사이에 위치하는 올리고뉴클레오티드와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드가 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드는 서로 결합되어 있고, 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드에 의해 형성된 포어;를 포함하는 것이 가능하다.
여기서, 상기 제2구조체에 부착되는 상응하는 올리고뉴클레오티드 사이에는 상기 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드가 위치하는 것이 바람직하다.
일 구체예로써, 나노포어가 형성된 구조체는, 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 서로 떨어진 위치에 부착된 일 표면을 가지는 제1구조체; 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드가 상기 제1구조체의 서로 떨어진 위치와 대응되는 위치에 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및 상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되어 있고, 상기 서로 떨어진 위치 사이에 형성된 포어;를 포함하는 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이러한 본 발명은 구조체 표면에 부착되는 다수의 올리고뉴클레오티드의 길이를 조절함으로써, 원하는 사이즈의 포어를 정확하게 형성할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 출원 전 종래기술에 의하면 10nm 이하의 직경을 가지는 나노포어는 제작이 불가능했지만, 본 발명에 의하면 나노포어의 직경을 10nm미만, 바람직하게는 5nm 미만, 더욱 바람직하게는 1nm 미만으로도 제작할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1, 2 구조체 표면에 다수의 올리고뉴클레오티드를 부착시킨 후, 상기 제1, 2 구조체를 결합시킴으로써 간단하고 용이하게 나노포어를 형성할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 구조체 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 일례를 설명하기 위한 평면도이고,
도 3은 도2의 다수의 올리고뉴클레오티드를 확대해서 나타내는 확대도이고,
도 4는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되는 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 5는 본 발명에 따라 서로 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드 일부를 제거하여 포어를 형성하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 6은 본 발명에 따라 일부 서로 상응하지 않는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 7은 도 6의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 8은 본 발명에 따라 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면의 서로 떨어진 위치에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 9는 도 8의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노포어가 형성된 구조체를 이용하여, 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 11은 도 10의 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따라 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 금(gold) 표면을 가진 실리콘(silicone) 구조체 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 13은 도 12의 구조체에 DNA 올리고뉴클레오티드가 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 14는 도 12의 구조체를 이용하여 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 사시도이고,
도 15는 본 발명에 따라 실리콘 질화막(nitride)의 인접하는 양면에 금 표면이 형성된 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 일례를 설명하기 위한 평면도이고,
도 3은 도2의 다수의 올리고뉴클레오티드를 확대해서 나타내는 확대도이고,
도 4는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되는 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 5는 본 발명에 따라 서로 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드 일부를 제거하여 포어를 형성하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 6은 본 발명에 따라 일부 서로 상응하지 않는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 7은 도 6의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 8은 본 발명에 따라 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면의 서로 떨어진 위치에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 9는 도 8의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노포어가 형성된 구조체를 이용하여, 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 11은 도 10의 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따라 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 금(gold) 표면을 가진 실리콘(silicone) 구조체 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 13은 도 12의 구조체에 DNA 올리고뉴클레오티드가 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이고,
도 14는 도 12의 구조체를 이용하여 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 사시도이고,
도 15는 본 발명에 따라 실리콘 질화막(nitride)의 인접하는 양면에 금 표면이 형성된 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명에 따라 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 구조체 일례를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 일례를 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도2의 다수의 올리고뉴클레오티드를 확대해서 나타내는 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따라 구조체 표면에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되는 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 도 5는 본 발명에 따라 서로 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드 일부를 제거하여 포어를 형성하는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
여기에 도시된 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 먼저 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 제1 표면(110)을 가진 제1구조체(100)와 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 제2 표면(210)을 가진 제2구조체(200)를 준비한다(S110).
상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 하나의 챔버(chamber) 안에 포함되거나 서로 구분되는 2개의 챔버 사이를 구분하는 경계면(interface) 또는 그것을 가지는 구조물일 수 있다. 즉, 샘플 및 반응액을 담을 수 있는 용기(vessel)나 웰(well) 안에서, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 상기 용기나 웰을 구분하거나 나눌 수 있는 하나의 막(membrane) 또는 벽(wall)일 수 있으며, 후술하는 방법에 의해 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200) 사이에 형성되는 포어(pore)는 상기 구분되거나 나누어진 공간을 연결할 수 있는 채널(channel)이 될 수 있다.
상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)의 모양 및 재질은 특별히 제한되지 않고, 이 기술분야에 알려진 다양한 형태를 모두 포함한다. 바람직하게는 도 1에 나타난 바와 같이 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 서로 대응되는 형상을 가지고, 마주보는 부분은 평평한 면이기보다 꼭지점 형상을 가지는 것이, 원뿔형 포어를 만들기에 적합하고, 이로써 더 높은 이온 전도도를 얻어서, 신호 감도를 증가시킬 수 있다.
상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 Si, Ge, GaAs, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaSb, InP, Al2O3, SiC, InSb, CdSe, CdS, CdTe, InAs, ZnTe, ZnO, 또는 ZnS으로 이루어진 기판일 수 있다. 이와는 달리, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 유기물로서, PVK(poly(N-vinylcabazole)), MEH-PPV (poly(2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene), n-형 플러렌, 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리티오펜(Polythiophene), 프탈로시아닌(Phthalocyanine), 폴리헥실티오펜(Poly(3-hexylthiophene)), 폴리알킬티오펜( Poly(3-alkylthiophene)), 헥사티오펜(α-ω-hexathiophene), 헥실헥사티오펜(α-ω-di-hexyl-hexathiophene), 폴리티에닐렌비닐렌(Polythienylenevinylene), 또는 비스디티에노티오펜(Bis(dithienothiophene))으로 이루어진 기판일 수 있다.
상기 제1 표면(110)과 제2 표면(210)은 각각 제1구조체(100)와 제2구조체(200)의 일 면에 형성되고, 특히 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 부분을 전체 또는 일부라도 가진 것이면 족하다. 상기 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 부분은 제1구조체(100)와 제2구조체(200)가 마주하는 측면에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 표면(110)과 제2 표면(210)은 예를 들어, 금(gold)으로 이루어질 수 있고, 실리콘 질화막(silicone nitrade) 상에 금 층이 형성된 것도 가능하다. 또한, 상기 제1 표면(110)과 제2 표면(210)은 SiO2, Al2O3, TiO2, BaTiO3, PbTiO3, 또는 Si3N4막 상에, 바람직하게는 뉴클레오티드가 결합될 수 있도록 종래 DNA칩 또는 단백질칩에 알려진 방법을 이용하여 카르복실기(-COOH), 티올기(-SH), 수산기(-OH), 실란기, 아민기 또는 에폭시기 등을 갖도록 표면개질 될 수 있다. 상기 제1 표면(110)과 제2 표면(210)의 두께는 100 내지 500nm 일 수 있다. 상기 제1 표면(110)과 제2 표면(210)은 펄스 레이저 증착(pulsed laser deposition), 스퍼터링(sputtering), 화학기상증착(chemical vapor deposition), 전자빔 증발(e-beam evaporation), 열 증발(thermal evaporation) 등의 방법에 의해 제1구조체(100)와 제2구조체(200) 상에 형성될 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 준비한 제1구조체(100)의 제1 표면(110) 측면에 다수의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)를 부착시키고, 이와 상응하는(complementary) 다수의 올리고뉴클레오티드를 상기 준비한 제2구조체(200)의 제2 표면(210) 측면에 부착시킨다(S120).
즉, 서로 상응하는 다수의 올리고뉴클레오티드를 서로 마주하는 제1구조체(100)와 제2구조체(200)의 측면에 부착시키는 것이다. 이것은 상기 다수의 올리고뉴클레오티드의 결합에 의해 제1구조체(100)와 제2구조체(200)를 결합시키기 위한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 상기 준비한 제1구조체(100)의 제1 표면(110) 측면에 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 각각에 상응하는(complementary) 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(220)를 상기 준비한 제2구조체(200)의 제2 표면(210) 측면에 부착시킬 수 있다.
구체적으로는, 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 각각은 서로 다른 염기로 이루어지거나 같은 염기로 이루어질 수도 있다. 즉, 상기 제1 표면(110)에 부착된 각각의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 123, 124, 125)와 제2 표면(210)에 부착된 각각의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 223, 224, 225)는 전체 염기가 서로 상응할 수도 있고, 그 일부 염기가 서로 상응할 수도 있다. 또한, 상기 올리고뉴클레오티드(121, 122, 123, 124, 125, 221, 222, 223, 224, 225) 각각은 전체 염기가 동일한 것일 수도 있고, 서로 다른 염기의 조합일 수도 있다. 본 발명에서 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 각각의 길이는 서로 동일한 것이 바람직하고, 상기 길이를 조절함으로써 원하는 사이즈의 포어를 정확하게 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1구조체(100)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(120)와 상기 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(220)는 서로 대응되는 위치에 부착된 것이 결합을 위해 적합하다. 즉, 제1 표면(110)에 부착된 각각의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 123, 124, 125) 순서대로 이와 상응하는 각각의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 223, 224, 225)가 제2 표면(210) 상에 순서대로 부착되는 것이 적합하다. 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)는 순서대로 나란하게(in a low(line)) 배열되는 것이 더욱 바람직하지만, "S" 자 형태 또는 지그재그 형태 등으로 다양하게 배열되어 부착될 수도 있다. 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)가 서로 상응하는 염기를 가져서 결합되기만 하면 족하기 때문에, 제1, 2 표면(110, 210) 상에서 층을 이루어 2단 이상으로 배열되는 것도 제1구조체(100)와 제2구조체(200)의 결합력을 증가시킬 수 있어서 바람직하다.
상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 각각은 소정의 거리를 두고 부착될 수 있고, 측면이 밀착된 빽빽한 형태로 부착될 수도 있으며(이 경우, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)는 밀착되지 않은 다른 측면 즉, 도 3에서 상면 또는 하면 방향의 측면으로 서로 결합 가능하다.), 각각의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 123, 124, 125)가 측면이 결합된 하나의 세트로 형성된 다음 제1 표면(110)에 부착되는 것도 가능하다.
상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 일 말단을 제1, 2 표면(110, 220)에 부착시키는 방법은 특별히 제한되지 않고, 종래 DNA칩 또는 단백질칩에 알려진 방법을 이용하여 부착시키는 것이 가능하다. 이를 위하여, 상기 제1, 2 표면(110, 220) 상의 특정한 위치에 뉴클레오티드가 결합될 수 있도록 특정한 작용기(functional group)을 미리 심어놓는 것이 바람직하다.
그런 다음, 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)를 서로 결합시킨다(S130).
상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)는 서로 상응하는 영역을 가지는바, 제1구조체(100)와 제2구조체(200)의 거리를 근접시키면 자연스럽게 혼성화(hybridization)될 수 있고, 이에 따라 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)는 물리적인 구조적 결합을 이룰 수 있다. 이러한 결합에 의하여 제1구조체(100)와 제2구조체(200) 사이에는 표적 핵산 분자가 관통할 수 없는 배리어(barrier) 또는 경계면(interface)이 완성된다.
이후, 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 중 일부를 제거(S140)함으로써, 포어(pore) 형성을 완성한다.
상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 중 일부를 제거하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 기술분야에 알려진 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 투사전자현미경(Transmission Electron Microscope : TEM), 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope : SEM), 집속이온빔(Focused Ion Beam : FIB) 또는 전자빔(Electron beam : E-beam)을 이용할 수 있다. 고에너지 전자빔과 저에너지 전자빔을 동일한 TEM 안에서 순차적으로 수행하는 것도 가능하다.
또한, 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 중 일부의 올리고뉴클레오티드 안에 특정효소가 절단 가능한 인위적인 서열의 염기를 1~3개 가지도록 하는 미스매치 염기서열로 설계를 한 후, 상기 특정효소로써 미스매치 염기 인식 제한효소(mismatch cleavage enzyme)를 사용하여 일부를 제거하는 것도 가능하다.
상기 일부를 제거하는 크기는 사용자가 원하는 바에 따라 조절 가능하고, 이에 따라 원하는 사이즈의 포어를 제조할 수 있다.
상기와 같은 방법에 의하는 경우, 나노포어가 형성된 구조체를 제조할 수 있고, 이에 따라 본 발명의 다른 실시형태는, 제1구조체(100); 제2구조체(200); 및 포어(pore);를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체이다.
즉, 다수의 올리고뉴클레오티드(120)의 일 말단이 부착된 제1 표면(110)을 가지는 제1구조체(100); 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(220)가 부착된 제2 표면(210)을 가지는 제2구조체(200); 및 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)가 서로 결합되어 있고, 상기 결합된 일부가 제거되어 형성된 포어(pore);를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체이다.
여기서, 상기 제1구조체(100)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(120)와 상기 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(220)는, 상술한 바와 같이, 서로 대응되는 위치에 부착된 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에서 포어는, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220) 중 일부가 서로 결합되어 형성된 것이 바람직하고, 결합되지 않은 일부는 제거된 것일 수 있다.
그래서, 상기 서로 결합된 일부의 올리고뉴클레오티드 또는 제거되어 결합하지 않은 올리고뉴클레오티드의 개수 또는 크기에 따라, 포어 크기가 결정되고, 이에 따라 사용자는 원하는 크기의 포어를 간단하고 용이하게 제조할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따라 일부 서로 상응하지 않는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 도 7은 도 6의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
여기에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 서로 상응하는 다수의 올리고뉴클레오티드(120, 220)를 결합시킨 후 일부를 제거하는 것이 아니라, 일부의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)는 서로 상응하는 서열을 가지도록 하고, 그 사이에 위치하는 다른 일부 올리고뉴클레오티드(123, 124와 223, 224)는 서로 상응하지 않는 서열을 가지도록 해서, 일부를 제거하는 과정 없이 결합에 의해 자연스럽게 포어가 형성될 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계(S210);를 거치고, 이는 상술한 것과 동일하다.
그리고, 본 발명은 상기 준비한 제1구조체(100)의 제1 표면(110)에 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 일 말단을 부착시킨다. 또한, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 중 일부의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 225)를 상기 준비한 제2구조체(200)의 제2 표면(210)에 부착시키며, 이와 함께 상기 일부의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 사이에 위치하는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(123, 124)와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(223, 224)를 상기 준비한 제2구조체(200)의 제2 표면(210)에 부착시키는 단계(S220);를 거친다.
이어서, 본 발명은 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)를 근접하게 위치시키면, 제1 표면(110)과 제2 표면(210)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)만이 서로 결합되면서, 동시에 서로 상응하지 않는 일부의 올리고뉴클레오티드(123, 124와 223, 224)는 결합되지 않아 포어를 형성하는 것이다.
상기와 같은 방법에 의하는 경우, 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)에 의해 형성된 포어;를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체를 제조할 수 있다.
이에 따른 본 발명의 나노포어가 형성된 구조체는, 다수의 올리고뉴클레오티드(120)의 일 말단이 부착된 제1 표면(110)을 가지는 제1구조체(100); 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(120) 중 일부의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 225)와, 상기 일부의 올리고뉴클레오티(121, 122, 125)드 사이에 위치하는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(123, 124)와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(223, 224)가 부착된 제2 표면(210)을 가지는 제2구조체(200); 및 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)는 서로 결합되어 있고, 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(123, 124와 223, 224)에 의해 형성된 포어;를 포함하는 것이 가능하다.
여기서, 제2 표면(210)에 부착된 상기 상응하는 올리고뉴클레오티드(221, 222, 225) 사이에는 상기 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드(223, 224)가 위치하는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명에 따라 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드가 구조체 표면의 서로 떨어진 위치에 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 모식도이고, 도 9는 도 8의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 과정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
여기에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 나노포어 형성방법은, 서로 상응하지 않는 올리고뉴클레오티드는 처음부터 사용하지 않고, 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)만을 이용해서 포어를 형성하는 방법이다.
이를 위하여, 본 발명은 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계(S310);를 거치고, 이는 상술한 것과 동일하다.
그리고, 본 발명은 상기 준비한 제1구조체(100)의 제1 표면(110)인 일 측면 상에서 서로 떨어진 위치(131a, 131b)에 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 225)를 상기 제1구조체(100)의 서로 떨어진 위치(131a, 131b)와 대응되는 상기 준비한 제2구조체(200)의 제2 표면(210)인 일 측면 상의 위치(231a, 231b)에 부착시키는 단계(S320);를 거친다.
이어서, 본 발명은 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)를 근접하게 이동시키면, 제1 표면(110)과 제2 표면(210)의 서로 떨어진 위치(131a, 131b와 231a, 231b)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)가 서로 결합되면서, 자연스럽게 상기 서로 떨어진 위치(131a, 131b와 231a, 231b) 사이의 영역(132, 232)에 포어가 형성되는 것이다.
상기와 같은 방법에 의하는 경우, 상응하는 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225) 사이에 형성된 포어;를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체를 제조할 수 있다.
이에 따른 본 발명의 나노포어가 형성된 구조체는, 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125)의 일 말단이 서로 떨어진 위치(131a, 131b)에 부착된 일 표면을 가지는 제1구조체(100); 상기 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125) 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드(221, 222, 225)가 상기 제1구조체(100)의 서로 떨어진 위치(131a, 131b)와 대응되는 위치(231a, 231b)에 부착된 표면을 가지는 제2구조체(200); 및 상기 제1구조체(100)와 제2구조체(200)에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드(121, 122, 125와 221, 222, 225)가 서로 결합되어 있고, 상기 서로 떨어진 위치(131a, 131b와 231a, 231b) 사이에 형성된 포어;를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서는 올리고뉴클레오티드를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 서로 상응하는 뉴클레오티드 간의 결합을 이용하는 것이 특징이므로, 폴리뉴클레오티드를 이용하는 것도 본 발명의 청구범위에 포함되는 것이 이 기술분야에서 보통의 지식을 가진자에게 명백하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노포어가 형성된 구조체를 이용하여, 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 단면도이고, 도 11은 도 10의 사시도이다.
여기에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같은 제조방법에 의해 제조된 나노포어가 형성된 구조체를 이용하여 상기 나노포어에 목적 핵산 분자를 통과시키면, 상기 목적 핵산 분자의 검출 및 분석이 가능하다.
이를 위하여, 상기 나노포어를 통과하는 DNA를 포함하는 시료는 전기적으로 전도성인 용매에 용해시켜 유체상태로 준비될 수 있고, 이때 임의의 편리한 전기적으로 전도성인 용매가 이용될 수 있다. 상기 용매는 수성 용매이며, 순수한 물 또는 하나 이상의 부가적인 물질, 예를 들면, 완충제, 염(예를 들면, 염화칼륨)이 존재하는 물일 수 있는데, 바람직하게는 1M KCl, 10Mm Tris-HCl과 같은 이온화버퍼용액이다. 또한 유체시료의 pH는 전형적으로 약 6.0 내지 9.0 미만이다.
본 발명은 또한 상기한 나노포어가 형성된 구조체, 상기 구조체의 나노포어에 전압을 인가하는 전극, 및 상기 나노포어를 DNA를 함유하는 시료가 통과할 때 발생하는 전기적 신호를 측정하는 측정부를 포함하는 나노포어를 이용한 핵산 분자 검출장치를 제공한다.
본 발명의 상기 장치에서 사용되는 나노포어는 직경이 나노미터 수준인 채널 또는 포어(구멍)를 갖는 구조를 의미하는데, 상기 나노포어는 나노포어센서를 포함하는 공지된 기술적 구성의 나노포어 검출장치의 일부분으로써, 상기 나노포어를 이용한 핵산 분자 검출 장치의 구성 및 방법은 상술한 나노포어의 형성방법 및 그에 따라 형성된 나노포어의 구조 및 재질이 상이할 뿐 다른 부분에 있어서는 공지된 기술을 적용할 수 있다.
즉, 일반적으로 나노포어 검출장치는 나노포어를 통하는 전기장을 인가하여, 상기 나노포어를 통한 전류 변화를 모니터링함으로써 상기 나노포어를 통해 이동하는 유체 중의 표적물질을 검출하는 것으로, 나노포어를 통한 전류 진폭은 유체의 이동 과정 동안 모니터링되며, 진폭의 변화는 나노포어를 통한 표적물질의 통과와 관련되므로, 측정된 전류 진폭값으로부터 표적물질을 효율적으로 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는 구조체 표면에 부착되는 다수의 올리고뉴클레오티드의 길이를 조절함으로써, 원하는 사이즈의 포어를 정확하게 형성할 수 있다. 본 발명의 출원 전 종래기술에 의하면 10nm 이하의 직경을 가지는 나노포어는 제작이 불가능했지만, 본 발명에 의하면 나노포어의 직경을 10nm미만, 바람직하게는 5nm 미만, 더욱 바람직하게는 1nm 미만으로도 제작하여, 분해능이 우수한 검출장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 장치는 경우에 따라서는 상기 구조체와 연결되어 나노포어로 투입되는 시료가 보관되는 시료저장챔버를 더 포함할 수 있는데, 상기 시료는 PCR 산물 즉 PCR 방법으로 증폭된 DNA를 포함하는 유체물질로서, 특히 상기 DNA는 1kbp 이하의 크기를 가진 이중 또는 단일가닥 DNA일 수 있다. 또한, 상기 시료저장챔버는 시료를 외부에서 주입하여 보관하는 구성으로 구현될 수도 있지만, 공지된 DNA증폭부 예를 들어 PCR칩을 이용하여 원하는 시료를 생성하게 한 후 보관하는 구성으로 구현될 수도 있다. 이때, 경우에 따라서는 상기 시료저장챔버가 나노포어크기의 직경을 가진 미세채널로 연결된 DNA증폭부와 연결되어 DNA가 포함된 시료를 공급받을 수 있는 구성으로 구현될 수도 있다.
한편, 구체적으로 기술하지는 않지만 상술한 본 발명의 각 기능적 요소를 공지된 마이크로플루이딕 유닛(Microfluidic units) 및 MEMS디바이스를 이용하여 프로세스-온-어-칩 (process-on-a-chip) 또는 랩-온-어-칩(lab-on-a-chip)으로 구현할 수도 있을 것이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
1: 일단에
골드층
표면을 가지는
나노포어가
형성된 구조체
도 12는 본 발명에 따라 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 금(gold) 표면을 가진 실리콘(silicone) 구조체 일례를 설명하기 위한 단면도이고, 도 13은 도 12의 구조체에 DNA 올리고뉴클레오티드가 부착된 상태의 일례를 설명하기 위한 단면도이며, 도 14는 도 12의 구조체를 이용하여 목적 DNA를 시퀀싱하는 과정의 일례를 설명하기 위한 사시도이다.
즉, 실리콘(Silicon)의 일면을 절삭하여 한 끝을 예리하게 만들고, 예리하게 만들어진 꼭지점과 인접한 다른면에 실리콘 질화막(silicon nitride), 금(gold), 실리콘 질화막(silicon nitride)를 차례로 증착하여 도 12에 나타난 바와 같은 제1, 2 구조체 블럭(block)을 제조하였다.
상기 제조한 제1, 2 구조체 블럭의 서로 마주보는 골드층 측면에 단일가닥 DNA를 부착시키고, 상기 제1, 2 구조체 블럭이 DNA 결합을 통해 연결되도록 하였다(도 13).
그런 다음, 연결된 DNA 결합부 중 일부의 결합을 제거하여, 소정의 크기를 가진 나노포어를 형성하였다.
상기와 같이 나노포어가 형성된 구조체를 이용하여, 상기 나노포어에 목적 DNA를 통과시켜서 발생되는 신호로부터 서열을 결정하였다(도 14).
실시예
2: 양단에
골드층
표면을 가지는
나노포어가
형성된 구조체
도 15는 본 발명에 따라 실리콘 질화막(nitride)의 인접하는 양면에 금 표면이 형성된 구조체의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 실시예에서는 실리콘의 일면을 절삭하여 한 끝을 예리하게 만들고, 예리하게 만들어진 꼭지점과 인접한 2개의 면에 질화막(silicon nitride)과 금(gold)을 차례로 증착하여 도 15에 나타난 바와 같은 제1, 2 구조체 블럭(block)을 제조하였다.
여기에, DNA를 부착시키고, 상기 제1, 2 구조체 블럭(block)을 결합시킨 후, 일부를 제거하여 포어를 형성하는 것은 상기 실시예1에 기재된 것과 같다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
100 : 제1구조체 110 : 제1 표면
120 : 제1올리고뉴클레오티드 131a, 131b : 서로 떨어진 위치
200 : 제2구조체 210 : 제2 표면
220 : 제2올리고뉴클레오티드
121, 122, 123, 124, 125, 221, 222, 223, 224, 225 : 올리고뉴클레오티드
120 : 제1올리고뉴클레오티드 131a, 131b : 서로 떨어진 위치
200 : 제2구조체 210 : 제2 표면
220 : 제2올리고뉴클레오티드
121, 122, 123, 124, 125, 221, 222, 223, 224, 225 : 올리고뉴클레오티드
Claims (10)
- 뉴클레오티드(nucleotide)가 부착될 수 있는 표면(surface)을 가진 제1구조체(structure)와 제2구조체를 준비하는 단계;
상기 준비한 제1구조체의 표면에 다수의 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는(complementary) 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드를 상기 준비한 제2구조체의 표면에 부착시키는 단계;
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계; 및
상기 결합된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부를 제거하는 단계;를 포함하는 나노포어(nanopore) 형성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부는 올리고뉴클레오티드 안에 특정효소가 절단 가능한 인위적인 서열의 염기를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노포어 형성방법.
- 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계;
상기 준비한 제1구조체의 표면에 다수의 올리고뉴클레오티드 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드와, 상기 일부의 올리고뉴클레오티드 사이에 위치하는 올리고뉴클레오티드와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드를 상기 준비한 제2구조체의 표면에 부착시키는 단계; 및
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계;를 포함하는 나노포어 형성방법.
- 제3항에 있어서, 상기 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계는,
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 서로 상응하는 올리고뉴클레오티드가 결합되고, 상기 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드에 의해 포어가 형성되는 것임을 특징으로 하는 나노포어 형성방법.
- 뉴클레오티드가 부착될 수 있는 표면을 가진 제1구조체와 제2구조체를 준비하는 단계;
상기 준비한 제1구조체의 일 표면 중 서로 떨어진 위치에 다수의 올리고뉴클레오티드 일 말단을 부착시키고, 상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드를 상기 제1구조체의 서로 떨어진 위치와 대응되는 상기 준비한 제2구조체의 일 표면에 부착시키는 단계; 및
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드를 서로 결합시키는 단계;를 포함하는 나노포어 형성방법.
- 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 부착된 표면을 가지는 제1구조체;
상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드가 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되어 있고, 상기 결합된 일부가 제거되어 형성된 포어(pore);를 포함하는 나노포어(nanopore)가 형성된 구조체.
- 제6항에 있어서, 상기 제1구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드와 상기 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드는 서로 대응되는 위치에 부착된 것을 특징으로 하는 나노포어가 형성된 구조체.
- 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 부착된 표면을 가지는 제1구조체;
상기 다수의 올리고뉴클레오티드 중 일부의 올리고뉴클레오티드 각각에 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드와, 상기 일부의 올리고뉴클레오티드 사이에 위치하는 올리고뉴클레오티드와 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드가 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드 중 상응하는 올리고뉴클레오티드는 서로 결합되어 있고, 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드에 의해 형성된 포어;를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체.
- 제8항에 있어서, 상기 제2구조체에 부착되는 상응하는 올리고뉴클레오티드 사이에는 상기 상응하지 않는 하나 이상의 올리고뉴클레오티드가 위치하는 것을 특징으로 하는 나노포어가 형성된 구조체.
- 다수의 올리고뉴클레오티드의 일 말단이 서로 떨어진 위치에 부착된 일 표면을 가지는 제1구조체;
상기 다수의 올리고뉴클레오티드 각각과 상응하는 전체 또는 일부 영역을 가지는 다수의 올리고뉴클레오티드가 상기 제1구조체의 서로 떨어진 위치와 대응되는 위치에 부착된 표면을 가지는 제2구조체; 및
상기 제1구조체와 제2구조체에 부착된 다수의 올리고뉴클레오티드가 서로 결합되어 있고, 상기 서로 떨어진 위치 사이에 형성된 포어;를 포함하는 나노포어가 형성된 구조체.
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| US13/626,004 US20130082722A1 (en) | 2011-09-30 | 2012-09-25 | Method of forming nanopore and structure formed with nanopore |
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